電解池應用導教案

學大教育個性化教學輔導教案學科：任課教師:劉勇輝授課時間：__2013_年_月__日(星期__)姓名年級性別總課時_____第____次課教學目標知識點：電解池的應用能力：電解池的應用方法：首先理解相關概念，然后運用概念解題，最后進行歸納總結難點重點電解池的應用作業(yè)完成評價：優(yōu)□良□中□差□建議：

[經典例題透析]

類型一：電解原理、電極的判斷

題1、圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現a極板質量增加，b極板有無色無臭氣體放出，符合a極板b極板x電極z溶液的是（）

A、鋅石墨負極CuSO4

B、石墨石墨負極NaOH

C、銀鐵正極AgNO3

D、銅石墨負極CuCl2

思路點撥:考查電極的判斷的知識，靈活運用題目所給信息。

解析：根據兩電極質量的變化可判斷出陰陽極。質量增加的一定是陰極。a極質量增加，a為陰極，即x極為負極，且電解液需有不活潑金屬的陽離子，所以只能從A、D中選。在b極板上有無色無臭氣體放出，D不符合（放出Cl2），所以只有A正確。

【答案】A

總結升華：在電解池中，陰極：得電子，發(fā)生還原反應，電極本身不參加反應，一定是電解質溶液中陽離子“爭”得電子；陽極：失電子，氧化反應，若為金屬（非惰性）電極，電極失電子，若為惰性電極，電解質溶液中陰離子“爭”失電子。

舉一反三：

【變式1】某電解池內盛有Cu(NO3)2溶液，插入兩根電極，接通直流電源后，欲達到如下要求：（1）陽極質量不變；（2）陰極質量增加；（3）電解液pH減小，則應選用的電極是（）

A、陰極兩極都用石墨B、銅作陽極鐵作陰極

C、鐵作陽極銅作陰極D、鉑作陽極銅作陰極

解析：根據題目要求：陽極選擇惰性電極、溶液中有不活潑金屬的陽離子，電解實質是放氧生酸。

【答案】AD

【變式2】用石墨作電極，電解1mol/L下列物質的溶液，溶液的pH保持不變的是（）

A、HClB、NaOHC、Na2SO4D、NaCl

【答案】C考查電解的實質

類型二：電解后溶液濃度的變化

題2、用惰性電極電解下列溶液，電解一段時間后，陰極質量增加，電解液的pH下降的是（）

A、CuCl2B、AgNO3C、BaCl2D、H2SO4

思路點撥:考查電解的實質。

解析：A項為電解溶質，B項為放氧生酸，C項為放氫生堿，D項為電解水。

【答案】B

總結升華：做題的思路：明確溶液中存在那些離子；陰陽兩極附近有那些離子；根據陽極氧化、陰極還原分析得出產物。根據原溶液的酸、堿性和電極產物可對電解后溶液的pH的變化作出正確的判斷。若電極產物只有H2而無O2，則pH變大；若電極產物只有O2而無H2，則pH變??；若電極產物既有O2又有H2，原溶液呈酸性，則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性，則pH不變。

舉一反三：

【變式3】常溫時，將500mLpH=5的CuSO4溶液用石墨電極電解一段時間，測得溶液的pH變?yōu)?，若使溶液的濃度、pH與電解前相同，可采用的方法（）。

A、向溶液中加入0.245gCu(OH)2B、向溶液中加0.31gCuSO4

C、向溶液中加0.0025molH2SO4并加熱D、向溶液中加0.2gCuO

【答案】D

類型三：有關電解的計算

題3、在25℃時，將2個銅電極插入到一定的Na2SO4飽和溶液中，通直流電電解并不斷攪拌，當陰極上收集到amol的氣體的同時，溶液中析出了bmol的結晶水合物Na2SO4·10H2O，若保持溫度不變，則所剩溶液中溶質的質量分數是()

A、71b/18aB、71b/36aC、71b/(161b+18a)D、71b/(161b+9a)

思路點撥:準確分析陰陽極分別發(fā)生的反應，注意陽極是活性電極。

解析：電解發(fā)生的電極反應：陽極為Cu-2e-＝Cu2+，陰極為2H++2e-＝H2↑，電解時總的化學反應方程式為：Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑，陰極逸出amolH2，水被電解了2amol，根據溶解度知識，求出答案。

【答案】C

總結升華：做題的關鍵：一定要分析清楚電極的材料、各電極的反應。如果將題中的銅電極換作惰性電極，只改一個字，其電解的總方程式即為：2H2O2H2↑+O2↑，陰極逸出amolH2，水被電解了amol，答案就成了D。所以提高審題的準確性是很必要。有關電解的計算：通常是求電解后某產物的質量、物質的量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質的量濃度等。運用電子守恒原理解答。

舉一反三：

【變式4】將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g（設電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化）。此時，溶液中H+濃度約為（）

A、4×10-3mol/LB、2×10-3mol/LC、1×10-3mol/LD、1×10-7mol/L

【答案】A解析：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4根據方程式計算。

【變式5】當用兩鉑電極電解100g10％CuSO4溶液一段時間后，在陽極析出0.16g物質時，CuSO4溶液的質量分數為（）

A、8.41％B、8.36％C、8.73％D、9.62％

【答案】A五年高考分單元詳解原電池電解池一、選擇題：1．(00全國)下列關于實驗現象的描述不正確的是（）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現氣泡B．用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快2．(00蘇浙理綜)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極發(fā)生的反應是（）A．2H++2e→H2B．2H2O+O2+4e→4OH—C．Fe－2e→Fe2+D．4OH—－4e→2H2O+O23．(04廣西)pH=a某電解質溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質可能是（）A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO44．(01年上海)銅片和鋅片用導線連接后插入稀硫酸中，鋅片是（）A．陰極 B．正極 C．陽極 D．負極5．(00廣東)用鉑電極（惰性）電解下列溶液時，陰極和陽極上的主要產物分別是H2和O2的是（）A．稀NaOH溶液B．HCl溶液C．酸性MgSO4溶液D．酸性AgNO3溶液6．(02廣東)在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應，同屬氧化反應或同屬還原反應的是（）A．原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應B．原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應C．原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應D．原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應7．(00上海)在外界提供相同電量的條件，Cu2+或Ag+分別按Cu2++2e→Cu或Ag++e→Ag在電極上放電，其析出銅的質量為1.92g，則析出銀的質量為（）A．1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g8．(02上海)某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（）A．a為正極，b為負極；NaClO和NaClB．a為負極，b為正極；NaClO和NaClC．a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl9．(02春季理綜)通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價為＋1）溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質的量之比n（硝酸銀）︰n（硝酸亞汞）＝2︰1，則下列表述正確的是（）A．在兩個陰極上得到的銀和汞的物質的量之比n（銀）︰n（汞）＝2︰1B．在兩個陽極上得到的產物的物質的量不相等C．硝酸亞汞的分子式為HgNO3D．硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)210．(03江蘇)用惰性電極實現電解，下列說法正確的是（）A．電解稀硫酸溶液，實質上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:111．(03上海)右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關的判斷正確的是（）A．a為負極、b為正極B．a為陽極、b為陰極C．電解過程中、d電極質量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變12．(03春季理綜)家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是（）A．4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3↓B．2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)２↓C．2H2O+O2+4e＝４OH－D．Fe－3e＝Fe3+充電放電13．(01廣東)鎳鎘（Ni—Cd充電放電Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池放電時的負極材料是（）A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)14．(04江蘇)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯誤的是（）A．電池工作時，鋅失去電子B．電池正極的電極反應式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減小6.5g15．(04天津理綜)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（）A．a電極是負極B．b電極的電極反應為：4OH—－4e→2H2O+O2C．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置16．(03廣東)用惰性電極實現電解，下列說法正確的是（）A．電解稀硫酸溶液，實質上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:117．(99全國)氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應式是

根據此反應式判斷，下列敘述中正確的是（）

A．電池放電時，電池負極周圍溶液的PH不斷增大

B．電池放電時，鎳元素被氧化

C．電池充電時，氫元素被還原

D．電池放電時，H2是負極18．(99全國)惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當陰極上增重ag時，在陽極上同時產生bL氧氣（標準狀況）：從而可知M的原子量為（）A．B． C．D．19．(98全國)下列關于銅電極的敘述 正確的是（）

A．銅鋅原電池中銅是正極 B．用電解法精煉粗銅時銅作陽極

C．在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D．電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極22．(98全國)將質量分數為0.052(5.2%)的NaOH溶液1升（密度為1.06克/毫升）用鉑電極電解，當溶液中的NaOH的質量分數改變了0.010(1.0%)時停止電解，則此時溶液中應符合的關系是（）NaOH的質量分數陽極析出物的質量（克）陰極析出物的質量（克）A0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4D0.042(4.2%)9.41.2二、填空題：1．(04上海理綜)氫能源是21世紀極具開發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用。請在右圖空框中填上循環(huán)過程中反應物和生成物的分子式，以完成理想的氫能源循環(huán)體系圖（循環(huán)中接受太陽能的物質在自然界中廣泛存在），從能量轉換的角度看，過程II主要是__(3)____能轉化為___(4)____能。2．(00蘇浙理綜)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混和氣為陰極燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：電池反應式：陽極反應式：2CO+2CO32→4CO2+4e陰極反應式：______________________總電池反應：___________________3．(01上海理綜)化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。放電充電(1)．目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應可以表示為：Cd+2NiO(OH)+2H2放電充電2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下說法中正確的是①以上反應是可逆反應 ②以上反應不是可逆反應③充電時化學能轉變?yōu)殡娔?④放電時化學能轉變?yōu)殡娔蹵．①③ B．②④ C．①④ D．②③(2)．廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重。這是因為。(3)．另一種常用的電池是鋰電池（鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質量為7），由于它的比容量（單位質量電極材料所能轉換的電量）特別大而廣泛應用于心臟起搏器，一般使用時間可長達十年。它的負極用金屬鋰制成，電池總反應可表示為：Li+MnO2→LiMnO2試回答：鋰電池比容量特別大的原因是。鋰電池中的電解質溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質的水溶液？請用化學方程式表示其原因。aXY4．(04全國理綜)電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；XaXY請回答以下問題：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則①電解池中X極上的電極反應式為。在X極附近觀察到的現象是。②Y電極上的電極反應式為，檢驗該電極反應產物的方法是（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則①X電極的材料是，電極反應式是。②Y電極的材料是，電極反應式是。（說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出）5．(04全國理綜)在玻璃圓筒中盛有兩種無色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動液體，裝置如右圖。接通電源，陽極周圍的液體呈現棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無色。根據上述實驗回答：（1）陽極上的電極反應式為________________________________。（2）陰極上的電極反應式為________________________________。（3）原上層液體是________________________________________。（4）原下層液體是________________________________________。（5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是_____________________________________________________________________________________________________。（6）要檢驗上層液體中含有的金屬離子，其方法是_________________________________________，現象是_________________________ 。聽課及知識掌握情況反饋_________________________________________________________。測試題(累計不超過20分鐘)_____道；成績______；教學需:加快□;保持□;放慢□;增加內容□作業(yè)_____題;鞏固復習____________________;預習布置_____________________具體布置情況：簽字教學組長簽字：學習管理師:教師課后賞識評價老師最欣賞的地方：老師想知道的事情：老師的建議：參考答案及解析一、選擇題：1．【答案】C【解析】A、D都構成了原電池，現象描述正確。銅在金屬活動順序表中排在鐵之后，不能置換鐵。2．【答案】C【解析】鋼鐵的電化學腐蝕，主要是吸氧腐蝕，負極鐵原子失去2個電子生成鐵2價離子，（因鐵過量，不能生成鐵3價）；正極O2得到電子形成O2－與水分子結合生成OH－。3．【答案】A 【解析】A、B、D都是電解水，但PH值變化不同：A升高，B降低，D不變。C是放氧生酸型，PH下降。4．【答案】D5．【答案】A、C6．【答案】B、C【解析】原電池是直流電源，工作時，電子從負極經外電路流向正極，所以負極失去電子發(fā)生氧化反應，正極得到電子發(fā)生還原反應；電解池是用電器，工作時，與電源負極相連的電極稱作陰極，得到負極流來的電子發(fā)生還原反應，與電源正極相連的電極稱作陽極，需給出電子經導線流回電源的正極爾發(fā)生氧化反應。7．【答案】B【解析】n（Cu）＝＝0.03moln（e－）＝0.03mol由電子守恒，n（Ag）＝0.03mol所以m（Ag）＝0.03mol×108g/mol＝6.48g8．【答案】B【解析】要讓氯氣充分與NaOH反應，則容器的下部生成氯氣，是陽極，應與電源的正極相連；上部生成H2和NaOH，是陰極，應與電源的負極相連；氯氣與NaOH的反應為：Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O9．【答案】D【解析】根據電子守恒，+1價的銀和汞在陰極得到的電子應該相等，則生成的銀和汞的物質的量也應相等，所以A錯。兩個電解池的陽極都發(fā)生4OH－－4e－=O2↑+2H2O的反應，所以B錯。因n（AgNO3）：n（硝酸亞汞）＝2：1，說明1mol硝酸亞汞中有2mol的+1價汞，所以C錯，D正確。10．【答案】D【解析】A、B、C是電解水的三種情況：A，電解含氧酸，水分解后，酸濃度增大，c（H+）增大，溶液PH下降；B，電解堿溶液，水分解后，溶液濃度增大，c（OH－）增大，PH上升；C，電解活潑金屬的含氧酸鹽，水分解后，雖然Na2SO4的濃度增大，但c（H+)與c（OH－)仍相等，所以PH不變。11．【答案】C【解析】由物理知識：電流從電源的正極流出，經外電路回到電源的正極，而電子流動方向恰好相反。12．【答案】D【解析】金屬在作為電極參與電極反應時，總是“過量”的，所以鐵在電極反應中不能生成3價。A、B、C的反應恰好是鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的變化（再加Fe－2e－＝Fe2+就全了）。注：B是鐵發(fā)生電化學腐蝕的總反應。13．【答案】C【解析】對于可逆電池：電池充電是將電能變?yōu)榛瘜W能，是電解池的原理。電池放電是將儲存的化學能變?yōu)殡娔芗丛姵氐墓ぷ髟怼?4．【答案】C【解析】原電池工作時，負極發(fā)生氧化反應，所以A、D對，C錯。原電池的電極反應的書寫：先確定簡單的電極反應，如本題，負極反應：Zn－2e－＝Zn2+，另一極的電極反應則從總反應中減去前面確定的電極反應，如本題：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=